JP6934793B2 - 複合材ブレード補強材に成形する方法、及び目視発見困難な損傷用のトリートメント材を付けるのを促進する方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する方法に関し、具体的には、硬化に先立って、目視発見困難な損傷用のトリートメント材を付けるのを可能にするために、複合材ブレード補強材を正味の形状（ｎｅｔ ｆｏｒｍ）に成形することに関する。

（時としてブレードストリンガとも呼ばれる）ブレード補強材といった複合材補強基礎構造は、海洋産業及び航空機産業において広く使用されている。これらのストリンガは、２つ以上の補強部材を組み合わせることによって作製され得る。例えば、ブレードタイプのストリンガは、Ｌ字形またはＣ字形の断面形状を有する２つの部材を、背中合わせに組み合わせることによって作製することができる。これらの部材は、複数の複合材チャージをマンドレルまたは他のツール上に手作業でホットドレープ成形することによって、成形され得る。成形後、部材は背中合わせに置かれ、オートクレーブ内で共硬化される。複数の別個のチャージを使用したブレードストリンガの作製は、複数のツールを必要とし、比較的労働集約的であり、製造フローの時間を増加させ得る。

ブレード補強材といった、複合材料から成形された構造体は、衝撃の後に表面下損傷を受けやすい。低エネルギー／低速の衝撃損傷を受けた複合材構造体の表面は、目視可能な損傷の兆候をほとんどまたは全く示さないことがあり得るが、一方で、こうした衝撃は、層間剥離といった表面下損傷を引き起こし得る。表面下損傷は、精緻な解析なしでは検知が困難であり得る。こうした目視不能な損傷の状態から保護するため、複合材構造体は、衝撃の証拠となるトリートメント材（ｉｍｐａｃｔ ｗｉｔｎｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）を組み込んで設計されていてよい。衝撃の証拠となるトリートメント材は、目視発見困難な損傷（ＢＶＩＤ）が発生するのに必要な衝撃エネルギーを低下させ得るものであり、それによって、重大な表面下損傷が発生することによって、これに対応するＢＶＩＤが発生する。

ＢＶＩＤの検知を可能にするため、航空機の翼外板パネル上のブレード補強材といった、衝撃損傷の危険に曝される複合材構造体に対して、ガラス繊維及びマトリクス材料を含んでいてよいトリートメント材が付けられる。このトリートメント材を付けるためには、ブレード補強材は一般的に、ウエブの頂部を硬化後にトリミングする作業を行い、その後に、表面処理、真空バギング、及びさらなる硬化サイクルを含む、ＢＶＩＤ用のトリートメント材を付けることを必要とする。これらのさらなる処理工程は、このタイプの構造体の製造コストを増大させる。

したがって、複合材構造体の成形直後に、共硬化ＢＶＩＤ用トリートメント材を付けるのを可能にする、複合材構造体の成形方法の必要が存在する。

一実施例では、平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する方法が記載される。方法は、平型複合材チャージを最終設計の寸法にトリミングすることと、平型複合材チャージを、角度を有するエッジによって分離している第１のピースと第２のピースとに、切断線に沿って切断することと、第１のピースと第２のピースを１つに保持するために第１のピースと第２のピースの上に補強プライを付けることと、接触材料のプライを成形マンドレルに付けることと、平型複合材チャージの第１のピースと第２のピースを、成形マンドレル上の接触材料のプライ上のツーリングプランジャの周囲に、ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして配置することと、ツーリングプランジャを起動して補強プライと接触させ、平型複合材チャージの第１のピースと第２のピースを成形マンドレルの空洞内に押し込んで、その結果、第１のピースと第２のピースとを切断線で折り畳むことと、ツーリングプランジャを成形マンドレルの空洞から引き抜くことと、成形マンドレルを圧迫して、空洞内に折り畳まれた第１のピースと第２のピースに対して横方向の圧力を加えることと、複合材ブレード補強材に成形するために、第１のピース及び第２のピースの、それぞれ第１のフランジ及び第２のフランジに縦方向の圧力を加えることと、を含む。

別の実施例では、所定の方向に、ある厚さで平型複合材チャージを組み立てることと、この平型複合材チャージに、切断線を形成することであって、平型複合材チャージは、切断線から外向きに対向する４５°の斜めのエッジを有する、切断線を形成することと、ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして、平型複合材チャージをツーリングプランジャの周囲に中央配置することと、ツーリングプランジャが下方に移動し、平型複合材チャージが切断線のところで、成形マンドレルの空洞内に折り畳まれるようにして、ツーリングプランジャを起動させることとを含む、方法が記載される。ツーリングプランジャの移動と、その結果生じる平型複合材チャージの折り畳みが完了すると、対向する４５°の斜めのエッジが、切断線に垂直な平面を形成し、この平面に接続している第１のフランジ及び第２のフランジを形成する。

別の一実施例では、平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する別の方法が記載される。方法は、平型複合材チャージを、切断線から外側向きに対向する４５°のエッジによって分離している２つのピースに、切断線に沿って切断することと、平型複合材チャージを、成形マンドレル上のツーリングプランジャの周囲に、ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして配置することと、平型複合材チャージの２つのピースを成形マンドレルの空洞内に押し込んで、その結果、対向する４５°のエッジが、切断線に垂直な平面を形成し、この平面に接続している第１のフランジ及び第２のフランジを形成するようにして、ツーリングプランジャを起動させることと、ツーリングプランジャを成形マンドレルの空洞から引き抜くことと、成形マンドレルを圧迫して、空洞内に折り畳まれた２つのピースに対して横方向の圧力を加えることと、複合材ブレード補強材に成形するために、第１のフランジ及び第２のフランジに縦方向の圧力を加えることと、この複合材ブレード補強材に目視発見困難な損傷（ＢＶＩＤ）用のトリートメント材を付けることと、単一の硬化処理中に、複合材ブレード補強材とＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化することとを含む。

上記の特徴、機能及び利点は、様々な実施例において独立に実現することが可能であり、またさらに別の実施例において組み合わせることも可能である。これらの実施例について、以下の説明および添付図面を参照してさらに詳細に説明する。

例示的な実施例の特徴と考えられる新規の特性は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかし、例示的な実施例、並びに好適な使用モード、それらのさらなる目的及び説明は、添付の図面と併せて、本開示の例示的な実施例についての以下の詳細な説明を読むことによって、最もよく理解されるだろう。

一実施例による、例示的な平型複合材チャージを示す。 一実施例による、最終設計の寸法にトリミングされた平型複合材チャージを示す。 一実施例による、複合材ブレード補強材に成形されるために変形された、平型複合材チャージを示す。 一実施例による、複合材ブレード補強材に成形されるために配置された、平型複合材チャージを示す。 一実施例による、ツーリングプランジャの起動と、平型複合材チャージの複合材ブレード補強材への成形とを示す。 一実施例による、ツーリングプランジャの移動と、平型複合材チャージの複合材ブレード補強材へのさらなる成形との完了を示す。 一実施例による、ツーリングプランジャの取り外しを示す。 一実施例による、平型複合材チャージの複合材ブレード補強材へのさらなる成形を示す。 一実施例による、成形された複合材ブレード補強材の別のバージョンを示す。 一実施例による、例示的な複合材ブレード補強材を示す。 一実施例による、平型複合材チャージの複合材ブレード補強材への、別の例示的な成形を示す。 一実施例による、平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する、例示的な方法のフロー図を示す。 一実施例による、別の例示的な方法のフロー図を示す。 一実施例による、平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する、別の例示的な方法のフロー図を示す。

本書ではこれより、添付図面を参照しつつ開示されている例についてより網羅的に説明するが、添付図面に示しているのは開示されている例の一部であって、全てではない。実際には、いくつかの異なる例が記載されていてよく、これらの例は、本書に明記されている例に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施例が記載されているのは、本開示内容が包括的で完全であるように、且つ本開示の範囲が当業者に十分に伝わるようにするためである。

本書に記載する例示的な方法は、平型複合材チャージを、ブレードタイプの補強材、並びに輪郭付けられた、及び／または様々なゲージを有する補強材を含む、補強用基礎構造に成形する処理といった、複合材構造体の作製に関する。ブレードタイプの補強材は、様々な種々のプロセスを使用して作製されてよく、一般的に、ウエブの頂部を硬化後にトリミングする作業を行い、その後に、表面処理、真空バギング、及びさらなる硬化サイクルを含む、目視発見困難な損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材を付けることを必要とする。本書に記載の例示的方法は、平型複合材チャージを、ブレード補強材の最終設計の寸法に成形することに関し、成形後の未加工の（ｇｒｅｅｎ）トリミング作業、硬化後のウエブのトリミング作業、硬化後にＢＶＩＤ用トリートメント材を付けるプロセスといった、後続のプロセスを必要としない。

ブレード補強材は、最終の寸法へとトリミングされ、成形後の寸法が最終設計の寸法にマッチすることが可能なように、エッジが特定の角度にトリミングされる。成形作業中、チャージを１つに保持するために、補強プライが使用されてよい。成形作業中にチャージに張力を与えるため、ポリエステルのピールプライといった、接触材料のプライが使用されてよい。成形されたブレード補強材構造体は、成形直後、硬化に先立ってＢＶＩＤ用トリートメント材を付け、それによってこのタイプの構造体が一般的に必要とする複数のプロセスや関連するコストを削減するか、またはなくすことを可能にする。ＢＶＩＤ用トリートメント材が付けられたブレード補強材は、次に、共硬化されることができる。共硬化されたＢＶＩＤ用トリートメント材は、ＢＶＩＤの硬化後の経常的なコストのうちの大きな割合を節約することが予期されており、床面積及び、非経常的コストもまた削減するであろう。

ここで図面を参照すると、図１〜図３は、実施例による、複合材ブレード補強材の最終設計の形状寸法に成形するための、平型複合材チャージ１００の準備を示す。

図１は、一実施例による、平型複合材チャージ１００を示す。平型複合材チャージ１００は、互いの上に積み重ねられた、複合材料の複数のプライ１０２、１０４、１０６、及び１０８を含む。使用され得る例示的な複合材料は、未硬化の前もって含浸された補強テープまたは織布（即ち、「プリプレグ」）といった軽量素材を含む。テープまたは織布は、例えば、エポキシ系またはフェノール系のポリマーなどのマトリクス材料内に埋め込まれたグラファイト繊維といった、複数の繊維を含むことができる。テープまたは織布は、所望の強化の程度に応じて、単方向性のものまたは織り込まれたものになり得る。プライ１０２、１０４、１０６、及び１０８は、様々な程度の補強を提供する任意の適切な寸法であることができ、平型複合材チャージ１００は、プリプレグのテープまたは織布の、任意の数のプライを含むことができる。

プライ１０２、１０４、１０６、及び１０８は、互いの上に積み上げられ、所定の寸法及び／または所定の配向になるまで、並べられる。積み重ねられるプライの数は、平型複合材チャージ１００の最終設計の形状寸法に依存していてよく、したがって、平型複合材チャージ１００は、所定の配向に所望の厚さを有するようにして組み立てることができる。平型複合材チャージ１００は、次に、最終設計の寸法へとトリミングされる。

図２は、一実施例による、最終設計の寸法にトリミングされた平型複合材チャージ１００を示す。平型複合材チャージ１００は、角度を付けてトリミングされ角度付きエッジを形成している、トリミング端１１０及び１１２を含む。

次に、図３に示すとおり、平型複合材チャージ１００が複合材ブレード補強材へと成形されるのを可能にするため、平型複合材チャージ１００にさらなる変更が加えられる。図３は、一実施例による、第１のピース１１６と第２のピース１１８に、または２つのピースに、切断線１１４に沿って切断された平型複合材チャージを示す。図３に示す実施例では、切断線１１４は、平型複合材チャージ１００のおよその中央線である。他の実施例では、切断線１１４は、複合材ブレード補強材の、別の最終設計の形状寸法のために、中心からずれている。

平型の複合材チャージ１００は、平らに置かれて切断され、それによって、最終設計の形状寸法にとって望ましい正味の外形に成形されて、別の方法であれば必要だったであろう、あらゆる追加の後処理に関連する処理コストが削減される。

第１のピース１１６及び第２のピース１１８は、角度を有するエッジ１２０及びエッジ１２２によって、分離している。図３に示す実施例では、角度は４５°であるか、または約４５°であってよい。他の実施例では、角度は、例えば約３０°から約８０°の範囲といったように、４５°よりも小さいかまたは大きくてよい。さらなる別の実施例では、角度は、複合材ブレード補強材の最終設計の形状寸法に基づいて、９０°未満の角度と０°より大きい角度の間の範囲の中にあってよい。

本書で使用される場合、「ほぼ」または「およそ」という語は、言及される特徴、パラメータ、または値が正確に実現される必要はないが、例えば、許容誤差、測定誤差、測定精度限界、及び当業者にとって既知の要因などを含む偏差または変動が、特徴によってもたらされる影響を排除できない大きさで起こり得ることを意味する。

図３では、エッジ１２０及び１２２は、切断線１１４から外向きに角度が付けられた、対向する４５°のエッジとして示されている。エッジ１２０及び１２２は、ある例では、斜めのエッジであると見なされてよい。

平型複合材チャージ１００の準備ができると、平型複合材チャージ１００は、複合材ブレード補強材に成形されるため、成形マンドレル上に配置されることができる。

図４は、一実施例による、複合材ブレード補強材に成形されるために配置された、平型複合材チャージ１００を示す。まず、切断後の第１のピース１１６と第２のピース１１８を１つに保持するために、第１のピース１１６及び第２のピース１１８（例えば、２つのピース）上に、補強プライ１２４が付けられる。例えば、平型複合材チャージ１００の上に、補強プライ１２４が付けられる。一実施例では、補強プライ１２４は、複合材織布プライである。

第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８を含む成形マンドレルが使用され、成形マンドレルの第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８に、接触材料のプライ１３０が付けられる。一実施例では、接触材料のプライ１３０は、ポリエステルのピールプライである。さらなる実施例では、２つ以上の層のプライ、または２つ以上のプライが使用され得る。

第１のピース１１６及び第２のピース１１８を含む平型複合材チャージ１００は、次に、成形マンドレルの第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８上の、接触材料のプライ１３０上のツーリングプランジャ１３２の周囲に、ツーリングプランジャ１３２の位置が切断線１１４の位置と揃うように、または角度のついたエッジに対して中央配置になるようにして、配置される。一実施例では、平型複合材チャージ１００は、ツーリングプランジャ１３２の周囲で中央配置されている。他の実施例では、平型複合材チャージ１００は、複合材ブレード補強材の、別の最終設計による形状寸法のために、中心からずれている。ここで、ツーリングプランジャ１３２が起動されてよい。

図５は、一実施例による、ツーリングプランジャ１３２の起動を示す。ツーリングプランジャ１３２は、起動されて補強プライ１２４に接触し、平型複合材チャージ１００の第１のピース１１６及び第２のピース１１８を、成形マンドレルの第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８の空洞１３４内に押し込み、その結果、第１のピース１１６及び第２のピース１１８は、切断線１１４でツーリングプランジャ１３２の周囲に折り畳まれる。一実施例では、図５に示すとおり、成形マンドレルの第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８は、ツーリングプランジャ１３２が下方に移動するのにつれて離間する。補強プライ１２４は、ツーリングプランジャ１３２が下向きに突く間に、第１のピース１１６と第２のピース１１８を１つに保持するのを補助する。

実施例では、平型複合材チャージ１００は、ツーリングプランジャ１３２を起動することに先立って、加熱される。一実施例では、平型複合材チャージは、約１３０°Ｆまで加熱される。ツーリングプランジャ１３２を下方に押し込んで、平型複合材チャージ１００の第１のピース１１６及び第２のピース１１８を空洞内に入れるために、１００ポンド／フット未満の力が加えられてよい。ある実施例では、ツーリングプランジャ１３２の起動は、平型複合材チャージの加熱から約５分未満で行われる。

図６は、一実施例による、ツーリングプランジャの移動と、平型複合材チャージ１００の複合材ブレード補強材へのさらなる成形との完了を示す。

図７は、ツーリングプランジャ１３２の取り外しを示す。ツーリングプランジャ１３２の起動後、ツーリングプランジャ１３２は、成形マンドレルの空洞１３４から引き抜くことができる。ツーリングプランジャ１３２を引き抜くため、ツーリングプランジャは、空洞１３４から持ち上げられる。ある実施例では、ツーリングプランジャ１３２が成形マンドレルの空洞１３４から引き抜かれて引き抜かれた後に、第１のピース及び第２のピース１１８の、それぞれ第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８の上にプレート１４０が載せられ、プレート１４０を使用して第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に垂直の圧力が加えられる。この例では、垂直の圧力は、例えば１ｐｓｉ未満であってよい。

図８は、空洞１３４内に折り畳まれた第１のピース１１６の一部及び第２のピース１１８の一部に横方向の圧力を加えるため、成形マンドレルの第１のブロック１２６及び第２のブロック１２８が圧迫されている、平型複合材チャージ１００の複合材ブレード補強材へのさらなる成形を示す。横方向の圧力は、第１のブロック１２６と第２のブロック１２８とを互いに向けて押す、空気ホース（図示せず）によって加えられてよい。さらに、横方向の圧力を加えるのに続いて、第１のピース１１６及び第２のピース１１８の、それぞれ第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に対してより大きい垂直の圧力が加えられ、複合材ブレード補強材が成形される。

図９は、一実施例による、平型複合材チャージ１００の複合材ブレード補強材への別のさらなる成形を示す。第１のフランジ１３６と第２のフランジ１３８との間に、充填材１４４が付けられてよく、第１のフランジ１３６と第２のフランジ１３８の頂面に、追加のプライ１４２を載せることができる。このため、プレート１４０が持ち上げられ、さらなる材料が追加される。続いて、さらなる垂直の圧力及び水平の圧力もまた加えられることができる。

図１０は、一実施例による、例示的な複合材ブレード補強材１４６を示す。ツーリングプランジャ１３２の移動と、その結果生じる平型複合材チャージ１００の折り畳みが完了すると、対向する４５°の斜めのエッジ１２０及び１２２は、切断線１１４に位置が揃えられているか、切断線１１４に垂直であるか、または切断線１１４に沿っている平面１４８、並びにウエブ１５２を形成し、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８は、平面１４８に接続される。こうして、平面１４８、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８、並びに平面１４８に接続しているウエブ１５２が、複合材ブレード補強材１４６を形成する。一実施例では、複合材ブレード補強材１４６に成形するために、第１のピース１１６及び第２のピース１１８の、それぞれ第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に垂直の圧力を加えることは、図８に示すとおり、ウエブ１５２に対してほぼ平坦な頂部を有するＴ字形の構造体を形成するために垂直の圧力を加えることを含む。当初の４５°の切込角度によって、ウエブ１５２に垂直な平面１４８を有する最終的な設計の形状寸法による複合材ブレード補強材の成形が可能になる。

ある実施例では、次に、目視発見困難な損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材１５０が複合材ブレード補強材１４６に付けられる。ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、複合材ブレード補強材１４６に対する衝撃損傷を目視可能にするために与えられる。例えば、作製中または運航中の複合材ブレード補強材１４６への衝撃は、内部損傷または目視発見不可能な損傷を生じさせ得る。なぜならば、複合材料に対する損傷は、しばしば視覚化困難だからである。しかし、（偽陽性の表示を回避するため）特定のエネルギー／速度閾値を上回る損傷であれば、ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０によって表されるであろう。一実施例では、ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、ガラス繊維のオーバーラップまたは透明の樹脂材料を含み得る。これらは、衝撃を受けたときに物理的に変容して、衝撃損傷が視覚的に測定され得る、証拠となる試験片（ｗｉｔｎｅｓｓ ｓｔｒｉｐ）として機能する。こうして、ガラス繊維のオーバーラップは、衝撃に起因する複合材ブレード補強材１４６の欠陥を特定するために使用され得る。

ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、図１０に示すとおり、平面１４８及びウエブ１５２に対して付けることができる。ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付けた後、単一の硬化処理中に、複合材ブレード補強材１４６及びＢＶＩＤ用トリートメント材１５０の両方が、硬化され得る。

図１１は、一実施例による、平型複合材チャージ１００の複合材ブレード補強材１４６への別の例示的な成形を示す。図１１では、ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、ツーリングプランジャ１３２の起動、及び複合材ブレード補強材１４６の成形に先立って、平型複合材チャージ１００の第１のピース１１６及び第２のピース１１８の底表面に付けられているものとして示されている。このように、ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、複合材ブレード補強材１４６の成形の前または後に付けることができる。どちらの実施例でも、複合材ブレード補強材１４６とＢＶＩＤ用トリートメント材１５０は、時間と費用を節約するため、単一の硬化処理中に硬化されることができる。

図１２は、一実施例による、平型複合材チャージ１００を複合材ブレード補強材１４６に成形する、例示的な方法２００のフロー図を示す。図１２に示す方法２００は、例えば、図４〜１１に示す複合材ブレード補強材１４６の成形中に使用され得る、方法の一実施例を示す。さらに、装置またはシステムが、図１２に示す論理的機能を実行するように使用または構成されてよい。ある例では、装置及び／またはシステムの構成要素は、機能を実行するように構成されてよい。構成要素は、（ハードウェア及び／またはソフトウェア付きで）実際に構成及び構築されてよい。他の実施例では、装置及び／またはシステムの構成要素は、特定の方法で操作されたときに、この機能の実行に適合するように構成されてもよく、この機能の実行が可能であるように構成されてもよく、この機能の実行が適切であるように構成されてもよい。方法２００は、ブロック２０２〜２１８のうちの１つ以上で図解されているように、１つ以上の操作、機能、または動作を含んでいてもよい。さらに、これらの様々なブロックは、所望の実装形態に基づいて、組み合わせて数を減らしたり、分割して数を増やしたり、取り除いたりしてもよい。

本書で開示されるこのプロセスと方法及び他のプロセスと方法について、フロー図が、本実施例の可能な一実装形態の機能性及び工程を示していることは、理解されるべきである。本開示の実施例の範囲内には、代替的な実装形態が含まれる。本開示の実施例では、当業者によって理解されるように、関連する機能性に応じて、図示または記載の順序とは異なる順序（ほぼ同時または逆順を含む）で、機能が実行されてもよい。

方法２００は、ブロック２０２で、平型複合材チャージ１００を最終設計の寸法にトリミングすることを含む。最終設計の寸法は、例えば、平型複合材チャージ１００の特定の長さと併せて、特定の厚さを含んでいてよい。

方法２００は、ブロック２０４で、平型複合材チャージ１００を、角度を有するエッジ１２０及び１２２によって分離している第１のピース１１６と第２のピース１１８とに、切断線１１４に沿って切断することを含む。一実施例では、平型複合材チャージ１００を切断線１１４に沿って切断することは、平型複合材チャージ１００を中央線に沿って切断することを含む。さらなる実施例では、切断の結果、約４５°の角度を有するエッジ１２０及び１２２となる。エッジ１２０及び１２２は、切断線１１４から外向きに角度が付けられていてよい。

方法２００は、ブロック２０６で、第１のピース１１６及び第２のピース１１８の上に補強プライ１２４を付けて、第１のピース１１６と第２のピース１１８とを１つに保持することを含む。補強プライ１２４は、複合材織布プライを含んでいてよい。

方法２００は、ブロック２０８で、接触材料のプライ１３０を成形マンドレルに付けることを含む。接触材料のプライ１３０は、ポリエステルのピールプライを含んでいてよい。

方法２００は、ブロック２１０で、平型複合材チャージ１００の第１のピース１１６と第２のピース１１８を、成形マンドレル上の接触材料のプライ１３０上のツーリングプランジャ１３２の周囲に、ツーリングプランジャ１３２の位置が切断線１１４の位置と揃うように、または切断線１１４と垂直になるようにして、配置することを含む。ある実施例では、第１のピース１１６及び第２のピース１１８は、角度を有するエッジに対して中央配置になるように配置されている。

方法２００は、ブロック２１２で、ツーリングプランジャ１３２を起動して補強プライ１２４に接触させ、平型複合材チャージ１００の第１のピース１１６及び第２のピース１１８を、成形マンドレルの空洞１３４内に押し込み、その結果、第１のピース１１６及び第２のピース１１８を切断線１１４で折り畳むことを含む。第１のピース１１６及び第２のピースは、ツーリングプランジャ１３２の周囲で折り畳まれても、またよい。ある実施例では、平型複合材チャージ１００は、ツーリングプランジャ１３２を起動することに先立って、加熱される。

方法２００は、ブロック２１４で、成形マンドレルの空洞１３４からツーリングプランジャ１３２を引き抜くことを含む。一実施例では、ツーリングプランジャ１３２は、成形マンドレルからも取り外されてよい。

方法２００は、ブロック２１６で、成形マンドレルを圧迫して、空洞１３４内に折り畳まれた第１のピース１１６及び第２のピース１１８に横方向の圧力を加えることを含む。横方向の圧力によって、例えば、第１のピース１１６及び第２のピース１１８は、ほぼ平坦な部分へと成形される。

方法２００は、ブロック２１８で、第１のピース１１６及び第２のピース１１８の、それぞれ第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に対して垂直の圧力を加えて、複合材ブレード補強材１４６に成形することを含む。垂直の圧力によって、例えば、ウエブ１５２に対してほぼ平坦な頂部を有する、Ｔ字形構造が形成される。

方法２００は、実施例の中で、ツーリングプランジャ１３２が成形マンドレルの空洞１３４から引き抜かれた後に、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８の上にプレートを載せて、プレート１４０を使用して第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に垂直の圧力を加えることをさらに含み得る。

方法２００は、さらなる実施例で、複合材ブレード補強材１４６にＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付け、単一の硬化処理中に複合材ブレード補強材１４６とＢＶＩＤ用トリートメント材１５０の両方を硬化することもまた含み得る。

図１３は、一実施例による、例示的な方法２２０のフロー図を示す。図１３に示す方法２２０は、例えば、図４〜１１に示す複合材ブレード補強材１４６の成形中に使用され得る、方法の一実施例を示す。さらに、装置またはシステムが、図１３に示す論理的機能を実行するように使用または構成されてよい。ある場合には、装置及び／またはシステムの構成要素が機能を実行するように構成されてよい。こうした実行を可能にするため、構成要素は、（ハードウェア及び／またはソフトウェア付きで）実際に構成及び構築されてよい。他の実施例では、装置及び／またはシステムの構成要素は、特定の方法で操作されたときに、この機能の実行に適合するように構成されてもよく、この機能の実行が可能であるように構成されてもよく、この機能の実行が適切であるように構成されてもよい。方法２２０は、ブロック２２２〜２１８のうちの１つ以上で図解されているように、１つ以上の操作、機能、または動作を含んでいてもよい。さらに、これらの様々なブロックは、所望の実装形態に基づいて、組み合わせて数を減らしたり、分割して数を増やしたり、取り除いたりしてもよい。

方法２２０は、ブロック２２２で、平型複合材チャージ１００を所定の配向である厚さに組み立てることを含む。方法２２０は、ブロック２２４で、平型複合材チャージ１００に、切断線１１４を形成することであって、平型複合材チャージ１００は、切断線１１４から外向きに角度付けられた対向する４５°の斜めのエッジを有する、切断線１１４を形成することを含む。方法２２０は、ブロック２２６で、ツーリングプランジャ１３２の位置が切断線１１４の位置と揃うようにして、平型複合材チャージ１００をツーリングプランジャ１３２を中心にして中央配置することを含む。

方法２２０は、ブロック２２８で、ツーリングプランジャ１３２が下方に移動し、平型複合材チャージ１００が切断線１１４のところで、成形マンドレルの空洞１３４内に折り畳まれるようにして、ツーリングプランジャ１３２を起動させることと、ツーリングプランジャ１３２の移動と、その結果生じる平型複合材チャージ１００の折り畳みが完了すると、対向する４５°の斜めのエッジ１２０及び１２２は、切断線１１４に位置を揃えらえた、または切断線１１４に垂直な平面１４８を形成し、この平面１４８に接続している第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８を形成することを含む。実施例では、完了の際に、平面１４８に接続されたウエブ１５２もまた形成される。ある実施例では、平型複合材チャージ１００は、ツーリングプランジャ１３２を起動することに先立って加熱され、成形マンドレルは、ツーリングプランジャ１３２が下方に移動するのにつれて離間する。

方法２２０は、実施例の中で、ツーリングプランジャ１３２を起動することに先立って、平型複合材チャージ１００の上に補強プライ１２４を付けることをさらに含み得る。

方法２２０は、他の実施例の中で、ツーリングプランジャ１３２が成形マンドレルの空洞１３４から引き抜かれた後に、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８の上にプレート１４０を載せて、プレート１４０を使用して第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に垂直の圧力を加えることをさらに含み得る。

さらなる別の実施例の中で、平面１４８、並びに第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８、並びに平面１４８に接続されているウエブ１５２は、複合材ブレード補強材１４６を形成し、方法２２０は、複合材ブレード補強材１４６にＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付け、単一の硬化処理中に複合材ブレード補強材１４６とＢＶＩＤ用トリートメント材１５０の両方を硬化することを、さらに含み得る。

図１４は、一実施例による、平型複合材チャージ１００を複合材ブレード補強材１４６に成形する、別の例示的な方法２３０のフロー図を示す。図１４に示す方法２３０は、例えば、図４〜１１に示す複合材ブレード補強材１４６の成形中に使用され得る、方法の一実施例を示す。さらに、装置またはシステムが、図１４に示す論理的機能を実行するように使用または構成されてよい。ある場合には、装置及び／またはシステムの構成要素が機能を実行するように構成されてよい。こうした実行を可能にするため、構成要素は、（ハードウェア及び／またはソフトウェア付きで）実際に構成及び構築されてよい。他の実施例では、装置及び／またはシステムの構成要素は、特定の方法で操作されたときに、この機能の実行に適合するように構成されてもよく、この機能の実行が可能であるように構成されてもよく、この機能の実行が適切であるように構成されてもよい。方法２３０は、ブロック２３２〜２４６のうちの１つ以上で図解されているように、１つ以上の操作、機能、または動作を含んでいてもよい。さらに、これらの様々なブロックは、所望の実装形態に基づいて、組み合わせて数を減らしたり、分割して数を増やしたり、取り除いたりしてもよい。

方法２３０は、ブロック２３２で、平型複合材チャージ１００を、切断線１１４から外向きに対向する４５°のエッジによって分離している２つのピース１１６と１１８に、切断線１１４に沿って切断することを含む。方法２３０は、ブロック２３４で、ツーリングプランジャ１３２の位置が切断線１１４の位置と揃うようにするか、または４５°のエッジに対して中央配置になるようにして、平型複合材チャージ１００を成形マンドレル上でツーリングプランジャ１３２の周囲に配置することを含む。方法２３０は、ブロック２３６で、ツーリングプランジャ１３２を起動して平型複合材チャージ１００の２つのピース１１６及び１１８を成形マンドレルの空洞１３４内に押し込み、その結果、対向する４５°のエッジ１２０及び１２２が、切断線１１４に沿った平面１４８、並びに平面１４８に接続している第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８を形成することを含む。方法２３０は、ブロック２３８で、成形マンドレルの空洞１３４からツーリングプランジャ１３２を引き抜くことを含む。方法２３０は、ブロック２４０で、成形マンドレルを圧迫して、空洞１３４内に折り畳まれた２つのピース１１６及び１１８に横方向の圧力を加えることを含む。方法２３０は、ブロック２４２で、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に対して垂直の圧力を加えて、複合材ブレード補強材１４６に成形することを含む。方法２３０は、ブロック２４４で、複合材ブレード補強材１４６にＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付けることを含む。方法２３０は、ブロック２４６で、ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付けた後、単一の硬化処理中に、複合材ブレード補強材１４６及びＢＶＩＤ用トリートメント材１５０の両方を硬化することを含む。

方法２３０は、実施例の中で、２つのピース１１６及び１１８の上に補強プライ１２４を付けて、２つのピース１１６と１１８とを１つに保持することをさらに含み得る。

方法２３０は、他の実施例の中で、接触材料のプライ１３０を成形マンドレルに付けることと、平型複合材チャージ１００を成形マンドレル上の接触材料のプライ１３０上に配置することとをさらに含み得る。

方法２３０は、さらに他の実施例の中で、ツーリングプランジャ１３２が成形マンドレルの空洞１３４から引き抜かれた後に、第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８の上にプレート１４０を載せて、プレート１４０を使用して第１のフランジ１３６及び第２のフランジ１３８に垂直の圧力を加えることをさらに含み得る。

本書に記載の実施例を使用して、複合材ブレード補強材１４６のさらなる後処理を削減するかまたはなくすことができる。なぜならば、平型複合材チャージ１００によって、追加のトリミングをまったく必要とせずに、複合材ブレード補強材１４６を最終的な正味のプロファイルに成形することを可能にする準備がなされているからである。ＢＶＩＤ用トリートメント材１５０を付けた後、単一の硬化処理中に、複合材ブレード補強材１４６及びＢＶＩＤ用トリートメント材１５０の両方が、硬化され得る。

さらに、本開示は以下の条項による実施形態を含む。

条項１．平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する方法であって、
平型複合材チャージを最終設計の寸法にトリミングすることと、
平型複合材チャージを、角度を有するエッジによって分離している第１のピースと第２のピースとに、切断線に沿って切断することと、
第１のピースと第２のピースを１つに保持するために第１のピースと第２のピースの上に補強プライを付けることと、
接触材料のプライを成形マンドレルに付けることと、 平型複合材チャージの第１のピースと第２のピースを、成形マンドレル上の接触材料のプライ上のツーリングプランジャの周囲に、ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして配置することと、
ツーリングプランジャを起動して補強プライと接触させ、平型複合材チャージの第１のピースと第２のピースを成形マンドレルの空洞内に押し込んで、その結果、第１のピースと第２のピースとを切断線で折り畳むことと、
ツーリングプランジャを成形マンドレルの空洞から引き抜くことと、
成形マンドレルを圧迫して、空洞内に折り畳まれた第１のピースと第２のピースに対して横方向の圧力を加えることと、
複合材ブレード補強材に成形するために、第１のピース及び第２のピースの、それぞれ第１のフランジ及び第２のフランジに縦方向の圧力を加えることと、
を含む、方法。

条項２．平型複合材チャージを切断線に沿って切断することは、平型複合材チャージを中央線に沿って切断することを含む、条項１に記載の方法。

条項３．平型複合材チャージを、角度を有するエッジによって分離している第１のピースと第２のピースとに、切断線に沿って切断することは、約４５°の角度を有するようにしてエッジを切断することを含む、条項１に記載の方法。

条項４．平型複合材チャージを、角度を有するエッジによって分離している第１のピースと第２のピースとに、切断線に沿って切断することは、切断線から外向きに角度付けられた対向する４５°の角度を有するようにしてエッジを切断することを含む、条項１に記載の方法。

条項５．第１のピースと第２のピースを１つに保持するために第１のピースと第２のピースの上に補強プライを付けることは、複合材織布プライを付けることを含む、条項１に記載の方法。

条項６．接触材料のプライを成形マンドレルに付けることは、ポリエステルのピールプライを付けることを含む、条項１に記載の方法。

条項７．複合材ブレード補強材に成形するために、第１のピース及び第２のピースの、それぞれ第１のフランジ及び第２のフランジに垂直の圧力を加えることは、ほぼ平坦な頂部を有するＴ字形の構造体を形成するために垂直の圧力を加えることを含む、条項１に記載の方法。

条項８．ツーリングプランジャが成形マンドレルの空洞から引き抜かれた後に、第１のフランジ及び第２のフランジの上にプレートを載せることと、
プレートを使用して第１のフランジ及び第２のフランジに垂直の圧力を加えることをさらに含む、条項１に記載の方法。

条項９．目視困難な衝撃損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材を複合材ブレード補強材に付けることと、
単一の硬化処理中に複合材ブレード補強材とＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化することと
をさらに含む、条項１に記載の方法。

条項１０．ツーリングプランジャを起動することに先立って、平型複合材チャージを加熱すること
をさらに含む、条項１に記載の方法。

条項１１．所定の方向に、ある厚さで平型複合材チャージを組み立てることと、
当該平型複合材チャージに切断線を形成することであって、平型複合材チャージは、切断線から外向きに対向する４５°の斜めのエッジを有する、切断線を形成することと、
ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして、平型複合材チャージをツーリングプランジャの周囲に中央配置することと、
ツーリングプランジャが下方に移動し、平型複合材チャージが切断線のところで、成形マンドレルの空洞内に折り畳まれるようにして、ツーリングプランジャを起動させることとであって、ツーリングプランジャの移動と、その結果生じる平型複合材チャージの折り畳みが完了すると、対向する４５°の斜めのエッジが、切断線に垂直な平面を形成し、この平面に接続している第１のフランジ及び第２のフランジを形成する、起動させることと
を含む方法。

条項１２．ツーリングプランジャが下方に移動するのにつれて、成形マンドレルを離間すること
をさらに含む、条項１１に記載の方法。

条項１３．平型複合材チャージの上に補強プライを付けること
をさらに含む、条項１１に記載の方法。

条項１４．ツーリングプランジャが成形マンドレルの空洞から引き抜かれた後に、第１のフランジ及び第２のフランジの上にプレートを載せることと、
プレートを使用して第１のフランジ及び第２のフランジに垂直の圧力を加えること
をさらに含む、条項１１に記載の方法。

条項１５．平面、並びに、平面と接続している第１のフランジ及び第２のフランジが、複合材ブレード補強材を形成しており、方法が、
目視困難な衝撃損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材を複合材ブレード補強材に付けることと、
単一の硬化処理中に複合材ブレード補強材とＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化すること
をさらに含む、条項１１に記載の方法。

条項１６．ツーリングプランジャの起動に先立って、平型複合材チャージを加熱すること
をさらに含む、条項１１に記載の方法。

条項１７．平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する方法であって、
平型複合材チャージを、切断線から外側向きに対向する４５°のエッジによって分離している２つのピースに、切断線に沿って切断することと、
平型複合材チャージを、成形マンドレル上のツーリングプランジャの周囲に、ツーリングプランジャの位置が切断線の位置と揃うようにして配置することと、
平型複合材チャージの２つのピースを成形マンドレルの空洞内に押し込んで、その結果、対向する４５°のエッジが、切断線に垂直な平面を形成し、この平面に接続している第１のフランジ及び第２のフランジを形成するようにして、ツーリングプランジャを起動させることと、
ツーリングプランジャを成形マンドレルの空洞から引き抜くことと、
成形マンドレルを圧迫して、空洞内に折り畳まれた２つのピースに対して横方向の圧力をかけることと、
複合材ブレード補強材に成形するために、第１のフランジ及び第２のフランジに縦方向の圧力をかけることと、
この複合材ブレード補強材に目視発見困難な損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材を付けることと、
単一の硬化処理中に、複合材ブレード補強材とＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化することと
を含む、方法。

条項１８．２つのピースを１つに保持するために２つのピースの上に補強プライを付けること
をさらに含む、条項１７に記載の方法。

条項１９．接触材料のプライを成形マンドレルに付けることと、
平型複合材チャージを成形マンドレル上の接触材料のプライ上に配置することと
をさらに含む、条項１７に記載の方法。

条項２０．ツーリングプランジャが成形マンドレルの空洞から引き抜かれた後に、第１のフランジ及び第２のフランジの上にプレートを載せることと、
プレートを使用して第１のフランジ及び第２のフランジに垂直の圧力を加えることをさらに含む、条項１７に記載の方法。

種々の有利な構成の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであり、網羅的であること、または開示された形態の実施例に限定されることを意図するものではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の有利な実施例は、他の有利な実施例と比べて異なる利点を表していてよい。選択された１つ以上の実施例は、実施例の原理と実際的な用途を最もよく説明するため、及び、様々な実施例の開示内容と、検討される特定の用途に適した様々な修正例とを当業者が理解できるようにするために、選択及び記述されている。

Claims (15)

1. 平型複合材チャージを複合材ブレード補強材に成形する方法であって、
   平型複合材チャージ（１００）を最終設計の寸法にトリミングすることと、
   前記平型複合材チャージを、角度を有するエッジ（１２０、１２２）によって分離している第１のピース（１１６）と第２のピース（１１８）とに、切断線（１１４）に沿って切断することと、
   前記第１のピースと前記第２のピースを１つに保持するために前記第１のピースと前記第２のピースの上に補強プライ（１２４）を付けることと、
   接触材料のプライ（１３０）を成形マンドレルに付けることと、
   前記平型複合材チャージの前記第１のピースと前記第２のピースを、前記成形マンドレル上の前記接触材料のプライ上のツーリングプランジャ（１３２）の周囲に、前記ツーリングプランジャの位置が前記切断線の位置と揃うようにして配置することと、
   前記ツーリングプランジャを起動して前記補強プライと接触させ、前記平型複合材チャージの前記第１のピースと前記第２のピースを前記成形マンドレルの空洞（１３４）内に押し込んで、その結果、前記第１のピースと前記第２のピースとを前記切断線で折り畳むことと、
   前記ツーリングプランジャを前記成形マンドレルの前記空洞から引き抜くことと、
   前記成形マンドレルを圧迫して、前記空洞内に折り畳まれた前記第１のピースと前記第２のピースに対して横方向の圧力を加えることと、
   前記複合材ブレード補強材に成形するために、前記第１のピース及び前記第２のピースの、それぞれ第１のフランジ（１３６）及び第２のフランジ（１３８）に縦方向の圧力を加えることと、
   を含む、方法。
2. 前記平型複合材チャージ（１００）を前記切断線（１１４）に沿って切断することは、前記平型複合材チャージを中央線に沿って切断することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記平型複合材チャージ（１００）を、前記角度を有する前記エッジ（１２０、１２２）によって分離している前記第１のピース（１１６）と前記第２のピース（１１８）とに、前記切断線（１１４）に沿って切断することは、約４５°の角度を有するようにして前記エッジを切断することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記平型複合材チャージ（１００）を、前記角度を有する前記エッジ（１２０、１２２）によって分離している前記第１のピース（１１６）と前記第２のピース（１１８）とに、前記切断線（１１４）に沿って切断することは、前記切断線から外向きに角度付けられた対向する４５°の角度を有するようにして前記エッジを切断することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１のピース（１１６）と前記第２のピース（１１８）を１つに保持するために前記第１のピースと前記第２のピースの上に前記補強プライ（１２４）を付けることは、複合材織布プライを付けることを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記接触材料のプライ（１３０）を前記成形マンドレルに付けることは、ポリエステルのピールプライを付けることを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記複合材ブレード補強材に成形するために、前記第１のピース（１１６）及び前記第２のピース（１１８）の、それぞれ前記第１のフランジ（１３６）及び前記第２のフランジ（１３８）に垂直の圧力を加えることは、ほぼ平坦な頂部を有するＴ字形の構造体を形成するために前記垂直の圧力を加えることを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ツーリングプランジャ（１３２）を起動することに先立って前記平型複合材チャージ（１００）を加熱することと、
   前記ツーリングプランジャが前記成形マンドレルの前記空洞（１３４）から引き抜かれた後に、前記第１のフランジ（１３６）及び前記第２のフランジ（１３８）の上にプレート（１４０）を載せることと、
   前記プレートを使用して前記第１のフランジ及び前記第２のフランジに前記垂直の圧力を加えること
   をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 目視困難な衝撃損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材（１５０）を前記複合材ブレード補強材に付けることと、
   単一の硬化処理中に前記複合材ブレード補強材と前記ＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化することと
   をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 所定の方向に、ある厚さで平型複合材チャージ（１００）を組み立てることと、
    前記平型複合材チャージに切断線（１１４）を形成することであって、前記平型複合材チャージは、前記切断線から外向きに対向する４５°の斜めのエッジ（１２０、１２２）を有する、切断線を形成することと、
    ツーリングプランジャ（１３２）の位置が前記切断線の位置と揃うようにして、前記平型複合材チャージを前記ツーリングプランジャの周囲に中央配置することと、
    前記ツーリングプランジャが下方に移動し、前記平型複合材チャージが前記切断線のところで、前記成形マンドレルの空洞（１３４）内に折り畳まれるようにして、前記ツーリングプランジャを起動させることとであって、前記ツーリングプランジャの移動と、その結果生じる前記平型複合材チャージの折り畳みが完了すると、前記対向する４５°の斜めのエッジが、前記切断線に垂直な平面（１４８）を形成し、前記平面に接続している第１のフランジ（１３６）及び第２のフランジ（１３８）を形成する、起動させることと
    を含む方法。
11. 前記ツーリングプランジャ（１３２）が下方に移動するのにつれて、前記成形マンドレルを離間すること
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記平型複合材チャージ（１００）の上に補強プライ（１２４）を付けること
    をさらに含む、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記ツーリングプランジャ（１３２）が前記成形マンドレルの前記空洞（１３４）から引き抜かれた後に、前記第１のフランジ（１３６）及び前記第２のフランジ（１３８）の上にプレート（１４０）を載せることと、
    前記プレートを使用して前記第１のフランジ及び前記第２のフランジに垂直の圧力を加えること
    をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記平面（１４８）、並びに、前記平面と接続している前記第１のフランジ（１３６）及び前記第２のフランジ（１３８）が、複合材ブレード補強材を形成しており、方法が、
    目視困難な衝撃損傷（ＢＶＩＤ）用トリートメント材（１５０）を前記複合材ブレード補強材に付けることと、
    単一の硬化処理中に前記複合材ブレード補強材と前記ＢＶＩＤ用トリートメント材の両方を硬化することと、
    をさらに含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記ツーリングプランジャ（１３２）の起動に先立って、前記平型複合材チャージ（１００）を加熱すること
    をさらに含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。

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